Разлика между версии на „Магнитна индукция“

редакция без резюме
'''Магнитната индукция''' е [[вектор|векторна величина]], която характеризира [[магнитно поле|магнитното поле]] във всяка точка от пространството.
'''Магнитната индукция''' (наричана още ''[[плътност]] на магнитния поток'') е [[вектор|векторна величина]], при която [[сила|силата]], действаща върху [[ток|токов]] елемент, е равна на векторното произведение на този елемент и магнитната индукция. [[Токов елемент]] се нарича произведението от дължината на проводника и големината на тока, който тече по него.
 
За да се изследва магнитното поле, в него се поставя '''пробна рамка'''. Това е плосък проводников контур, по който тече [[електрически ток|ток]] с много малки размери в сравнение с разстоянието от тока, създаващ магнитното поле, до точката, в която се изследва това магнитно поле.
:<math>F = I l \times B \,</math>
 
където: F е силата, която действа върху проводника, I токът през проводника, L дължината на проводника, B е магнитната индукция. Тази формула е извества и като "Закон на Ампер".
Величината, която характеризира пробната рамка, се нарича [[магнитен момент]] и се дефинира с уравнението:
 
:<math>
B\vec{p}_m = I\fracvec{FS}{I \cdot= lIS\vec{n}\,,
</math>
където <math>I</math> е големината на тока, протичащ по рамката, <math>S</math> е площта на рамката, а <math>\vec{n}</math> е нормалата към площта на рамката.
 
Когато пробна рамка бъде поставена в магнитно поле се наблюдава завъртане на рамката в определена посока, докато магнитният ѝ момент <math>\vec{p}_m</math> се насочи по посока на магнитното поле. Ако се промени посоката на тока <math>I</math> в рамката, тя се завърта в обратна посока.
Магнитната индукция се означава с В и се измерва в [[тесла]] (Т).
 
Следователно магнитното поле се характеризира със сили, които създават [[момент на сила|въртящ момент]] <math>\vec{M}</math>, който действа на пробната рамка. Опитно е установено, че ''въртящият момент е максимален, когато векторът <math>\vec{p}_m</math> на рамката е перпендикулярен на посоката на магнитното поле.''
:<math>\left[ B \right] = 1\,{\mathrm{N} \over \mathrm{Am}} = 1\,{\mathrm{Nm} \over \mathrm{Am^2}} = 1\,{\mathrm{J} \over \mathrm{Am^2}} = 1\,{\mathrm{Ws} \over \mathrm{Am^2}} = 1\,{\mathrm{Vs} \over \mathrm{m^2}} = 1\,\mathrm{T}</math>
 
Експериментално е установено, че ако в дадена точка на изследваното магнитно поле, създадено от тока <math>I_0</math>, се поставят различни пробни рамки с различни магнитни моменти, действащите им максимални въртящи моменти ще бъдат различни:
 
:<math>p_{m_1} \rightarrow M^{\max}_1</math>
Магнитната индукция в дадена точка от полето зависи от формата на проводника, по който тече токът, източник на полето. Друго нейно свойство е, че намалява с увеличаване на разстоянието от източника и е правопропорционална на тока, който създава полето. При прав проводник, по който тече ток със сила I, големината на магнитната индукция на разстояние r e:
 
:<math>p_{m_2} \rightarrow M^{\max}_2</math>
<math>
 
B = \mu \cdot {\frac{I}{2 \pi \cdot r}}
..........................................,
 
но отношението <math>\frac{M^{\max}}{p_m}</math> ще бъде едно и също за всички пробни рамки, т.е. <math>\frac{M^{\max}_1}{p_{m_1}} = \frac{M^{\max}_2}{p_{m_2}} = const.</math> Следователно това отношение не зависи от пробната рамка и е характеристика само на магнитното поле, Така се въвежда физичната величина '''магнитна индукция''' или '''индукция на магнитното поле''' <math>\vec{B}</math>, която характеризира магнитното поле във всяка точка на пространството.
 
Големината на магнитната индукция <math>B</math> се дефинира като максималния въртящ момент, действащ на пробна рамка с единичен магнитен момент:
 
:<math>
B = \frac{M^{\max}}{p_m}
</math>
 
'''Посоката на магнитното поле''' съвпада с посоката, която сочи северния полюс на магнитната стрелка. Това е посоката и на магнитната индукция.
 
Векторът на магнитната индукция <math>\vec{B}</math> е свързан с въртящия момент по следния начин:
 
:<math>
\vec{M} = \vec{p}_m \times \vec{B} </math> или <math>M = p_mB \sin \alpha\,.
</math>
 
Мерната единица за магнитна индукция е [[тесла]]: <math>T</math>. Индукцията на магнитното поле е една тесла, когато то действа с магнитна сила един нютон (<math>N</math>) върху проводник с дължина един метър (<math>m</math>), по който тече ток един ампер (<math>A</math>):
 
:<math>F1T = I l \times B frac{1N}{A.m}\,</math>.
 
Магнитната индукция в дадена точка от полето зависи от формата на проводника, по който тече токът, източник на полето. Друго нейно свойство е, че намалява с увеличаване на разстоянието от източника и е правопропорционална на тока, който създава полето. При прав проводник, по който тече ток със сила <math>I</math>, големината на магнитната индукция на разстояние <math>r</math> e:
 
:<math>
B = \mu \cdot frac{\frac{Imu_0I}{2 \pi \cdot r}}\,,
</math>
 
където <math>\mumu_0 = 4\pi . 10^{-7} H/m</math> е магнитната проницаемост на средатавакуума.
 
Посоката на магнитнтамагнитната индукция можем да открием чрез правилото на дясната ръка (ако палецът сочи посоката на тока, а магнитната сила излиза перпендикулярно от дланта, опънатите пръсти сочат посоката на магнитната индукция). Представа за посоката на магнитната индукция получаваме от магнитните индукционни линии - ориентирани по посока на полето мислени линии, чиито допирателни всяка точка съвпадат с направлението на магнитната индукция. Ориентация по полето означава, че за един постоянен магнит тези линии излизат от северния и влизат в южния му полюс. Магнитните индукционни линии са затворени линиии.линии Магнитнитеили индукционниидват линииот сабезкрайността затворении кривисе втичат пак в безкрайността. АкоТова обхванеме мисленосвързано с дясната ръка проводникафакта, така че палецътв даприродата сочине посокатасъществуват намагнитни токазаряди, свититеаналогични пръстина щеелектричните сочатзаряди. посокатаПоле насъс магнитнитезатворени индукциннисилови линии се нарича вихрови поле. Следователно магнитното поле е вихрово поле.
 
{{физика-мъниче}}
19

редакции